海上起重船作業(yè)視景仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、起重船是海洋工程作業(yè)中的必備工程船，在海上平臺(tái)安裝、大型橋梁工程建設(shè)、海洋能源開(kāi)發(fā)等工程項(xiàng)目中起著不可替代的作用。海上起重作業(yè)是一個(gè)極其復(fù)雜的多系統(tǒng)協(xié)同過(guò)程，利用先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建海上起重作業(yè)視景仿真系統(tǒng)，不僅能夠滿(mǎn)足海上起重作業(yè)人員培訓(xùn)、方案預(yù)演等功能，一定程度上解決實(shí)船訓(xùn)練高風(fēng)險(xiǎn)、耗資巨大等問(wèn)題，而且能起到顯著提高作業(yè)效率和提升作業(yè)安全性等目的。
　　 本文以海上起重作業(yè)實(shí)際工藝流程為基礎(chǔ)，以作業(yè)過(guò)程中不同工位人員的實(shí)際

2、操作為依據(jù)，設(shè)計(jì)出仿真培訓(xùn)科目，在此基礎(chǔ)上結(jié)合仿真培訓(xùn)人員的實(shí)際需求，構(gòu)建起海上起重作業(yè)半物理仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的HLA框架模式，具體包括：集成管理系統(tǒng)、多通道視景系統(tǒng)、教練員系統(tǒng)、半物理操作系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)、UI系統(tǒng)、動(dòng)力定位系統(tǒng)等模塊。
　　 本文在上述研究、策劃的基礎(chǔ)上著重進(jìn)行了如下方面的工作：(1)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出仿真系統(tǒng)的可視化模塊，為用戶(hù)提供逼真、高沉浸感的實(shí)時(shí)作業(yè)場(chǎng)景，具體包括：作業(yè)船、輔助船、海洋大氣環(huán)境、海

3、洋組塊、主輔吊機(jī)等甲板作業(yè)機(jī)械等；(2)仿真實(shí)施過(guò)程人機(jī)交互動(dòng)作行為的設(shè)計(jì)，包括吊機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)，吊繩(柔性體)的真實(shí)擺動(dòng)，船舶六自由度運(yùn)動(dòng)等；(3)可視化模塊數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)，包括船、吊機(jī)、吊物等對(duì)象與動(dòng)力定位、數(shù)學(xué)模型、操作臺(tái)等仿真盟員的數(shù)據(jù)通訊；(4)仿真系統(tǒng)的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)。
　　 本文最后用實(shí)船工藝數(shù)據(jù)對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行了總體測(cè)試，結(jié)果顯示：仿真系統(tǒng)能順利完成整個(gè)起重作業(yè)過(guò)程，系統(tǒng)運(yùn)行流暢、視景效果逼真，動(dòng)作行為真實(shí)可信